基于工业以太网的远程测控通信技术研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于工业以太网的远程测控通信技术研究姓名：吴招辉申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：黄安贻20080401武汉理jI：大学硕士学位论文论文摘要随着嵌入式应用的快速发展，计算机技术、通信技术以及以太网技术的广泛应用，引发了工业控制领域的深刻技术变革。控制系统结构网络化与控制系统体系开放化将是控制系统发展的未来。因此，工业以太网远程控制技术将是继现场总线控制系统(FCS)技术后新的发展趋势。CAN(ControllerAreaNetwork)总线作为有效支持分布式控制或实时

2、控制的串行通信网络，在世界得到大面积的推广与应用。越来越多的工业设备采用CAN总线联网，组成分布式控制系统。以TCP／IP协议等协议为基础的Internet除了在通用计算机(PC机)上得到普及外，开始进入工业控制领域。现场设备接入以太网将大大提高控制系统的分布式特性，所以研究基于工业以太网的远程测控通信技术显得及时而且必要。针对工业以太网与CAN总线互联测控通信的研究，本文主要从以下两个方面进行了研究：一、基于CAN总线智能控制节点的设计。智能控制节点采用步进电机作为控制单元，CAN总线与控制节点的通信采用经

3、典连接方式，并且通过单片机实现智能节点的控制。二、基于Ethernet．CAN总线的嵌入式网关的设计。这部分介绍了嵌入式网关的硬件设计以及lxC／OS一11下以太网与CAN总线之间的协议转换。通过这种不同总线的互联，实现对生产设备的控制。本文正是基于I_tC／OS．II+TCP／P+CAN的解决方案，以I_tC／OS—II为软件平台，ARM为硬件模拟平台，开发了一种嵌入式的网关协议转换器；以单片机为平台设计CAN智能控制节点，最终实现以太网的远程控制。本文涉及CAN总线技术、TCP／IP技术、嵌入式系统等多方

4、面技术，并主要针对系统的特点着重介绍整个系统的设计思路、需要考虑的问题、整个硬件电路的设计原理以及软件部分的实现。’关键词：工业以太网，嵌入式网关，智能控制节点，协议转换武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofembeddedapplications，thewidelyapplicationofcomputertechnology,communicationstechnology,aswellasEthernettechnology,hasledprofoun

5、dtechnologyrevolutioninthefieldofindustrialcontr01．Networkingstructureandopensystemwillbethefutureofthecontrolsystem．Therefore，afterthefieldbuscontrolsystemtechnology(FCS)，theIndustrialEthernetRemotecontroltechnologyisanewtrendofdevelopment．CANbus(Controlle

6、rAreaNetwork)asaneffectiveserialcommunicationsnetworkwhichsupportfordistributedcontrolorreal-timecontrol，hasbeenfoundinlargerangeofapplicationintheworld．CANbusasthenetworkisusedinmoreandmoreindustrialequipment，andiscomposedofdistributedcontrolsystem．TheInte

7、rnetbasedonTCP／IPprotocolispopularbesidesinthegeneral-purposecomputer(PC)，startingtoenterthefieldofindustrialcontr01．TheequipmentwithEthernetwillgreatlyenhancethedistributionalcharacteristicofcontrolsystem．Soreasearchingtheremotemeasurementandcontrolcommuni

8、cationtechnologybasedonindustrialEthemetistimelyandnecessary．ForthereasearchofthemeasurementandcontrolcomrnunicationinEthernetandCANbus，thepapersmainlystudiedthefollowingtwoaspects：Thefirst，thedesignof